ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЙ АГРЕГАТНЫЙ СТАНОК Российский патент 1997 года по МПК B23Q41/02 

Изобретение относится к области станкостроения и может применяться в гибких производственных системах.

В качестве прототипа принят многошпиндельный четырехсторонний агрегатный станок (Дащенко А.И. Шмелев А.И. Конструкции и наладки агрегатных станков, изд. 2, -М. Высшая школа, 1970,с.48,рис 18). Агрегатный станок состоит из агрегатных узлов и предназначен для обработки отверстий корпусной детали. При этом осуществляется многоинструментальная обработка одной детали максимально с четырех сторон. Имеется двухпозиционное транспортно-загрузочное устройство.

Известное устройство имеет ряд недостатков. Учитывая достигнутый уровень концентрации процесса обработки, на станке допускается осуществлять обработку детали максимально с четырех сторон, отсутствует многоместная обработка, не обеспечивается возможность повышения концентрации процесса обработки со стороны различных сторон деталей. В прототипе не допускается возможность смены узлов и многономенклатурной обработки. Устранение указанных недостатков позволило бы увеличить производительность агрегатных станков и использование их в гибком производстве.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение производительности агрегатных станков гибкого производства, расширение технологических возможностей. В качестве ожидаемого технического результата является разработка переналаживаемого агрегатного станка с полной шестисторонней обработкой корпусных деталей с применением многоместных спутников многогранной формы, с увеличением концентрации процессов многосторонней и многоинструментальной обработки. Осуществляется перераспределение транспортных потоков спутников и обрабатываемых деталей для условий гибкого производства.

Технический результат достигается тем, что многоинструментальные шпиндельные узлы расположены на рабочих позициях с возможностью обработки деталей одновременно на шести гранях корпуса спутника. Станина, зажимные приспособления крепления спутника и транспортно-загрузочные устройства выполнены конструктивно таким образом, что обеспечивается доступ одной многоинструментальной головкой к деталям, закрепленным одновременно на пяти гранях корпуса спутника, а также обеспечивается возможность передачи спутника между агрегатным станком и несколькими потоками транспортных конвейеров.

Для чего сменные шпиндельные узлы с обрабатывающим инструментом и привод расположены на базовой стойке узла подачи крестообразно, оппозитно граням корпуса спутника с закрепленными сменными плитами и деталями на них. В подъемно- поворотном устройстве смены спутника на поворотной платформе закреплены рамы, которые имеют продольные и поперечные пластины. Они соединены между собой адекватно взаимопересекающимся пазам на наружных гранях корпуса спутника так, что на станине агрегатного станка верхней частью пластины расположены в пазах корпуса спутника со стороны грани сопряжения со станиной как при нижнем, так и верхнем положении поворотной платформы, а нижней частью пластины расположены в пазах станины при нижнем положении поворотной платформы. При этом пластины соединены между собой так, что охватывают закрепленную сменную плиту с обрабатываемой деталью на корпусе спутника со стороны нижней грани спутника.

Станина имеет два поперечно расположенных верхних выступа, скосами с двух сторон выступов для схода стружки и смазочно-охлаждающей жидкостью. Со стороны боковых торцев по обе стороны выступов имеется окно под пластинами рамы поворотной платформы. На выступах имеются взаимо- пересекающиеся пазы, оппозитно пазам на гранях корпуса спутника. Выступы своими торцами и окно между выступами на станине направлены в сторону расположения многоинструменальных шпиндельных узлов рабочих позиций агрегатного станка.

На торцах выступов станины установлены гидроприжимы с поворотным прихватом и прихваты расположены в пазу корпуса спутника с возможностью крепления спутника на выступах станины.

Транспортный конвейер имеет два ряда опор со спаренными приводными вращающимися роликами. Опоры расставлены между собой на конвейере с продольным и поперечными проемами, а спаренные ролики в каждой опоре имеют между собой углубление. При нижнем положении поворотной платформы в продольном проеме между опорами размещена плита с обрабатываемой деталью на нижней грани спутника, а в поперечных проемах между опорами и в углублении между спаренными роликами этих опор размещены продольные и поперечные пластины при нижнем положении поворотной платформы.

На фиг. 1 изображен общий вид переналаживаемого агрегатного станка в плане; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез по В-В на фиг.2.

Переналаживаемый агрегатный станок (фиг. 1) содержит станину 1 (фиг. 2) и рабочие позиции 2, 3, 4 (фиг. 1) с трех сторон, транспортно-загрузочные устройства в составе: подъемно-поворотное устройство 5, основной транспортный конвейер 6, дополнительные конвейеры 7, 8.

На станине 1 установлен на время выполнения технологических операций многоместный спутник 9 (фиг. 3) для многосторонней обработки корпусных деталей 10. Корпус 11 спутника 9 имеет многогранную форму и выполнен в виде прямоугольной призмы с внутренней полостью 12 (фиг. 2). Корпус 11 имеет со стороны граней 13 окна 14 для сообщения с внутренней полостью 12.

В окне 14 со стороны каждой грани 13, в четырех углах пересечения боковых стенок окна 14 имеются приливы 15. Внутри корпуса 11 спутника 9 приливы 15 сообщены с приливами 15 соседних окон 14 во внутренней полости 12. Снаружи корпуса 11 приливы 15 выполнены в одной плоскости с гранью 13 (заподлицо с плоскостью 13). На приливах 15 наложены и закреплены плиты 16 с возможностью базирования, например, по пальцам. Базирующие пальцы и элементы крепления плиты 16 (не показаны) размещены на приливах 15.

Плита 16 имеет размеры с перекрытием снаружи окна 14. При этом на периферийной части плоскости грани 13 вокруг плиты 16 выполнены взаимопересекающиеся пазы 17, являющиеся полукарманами. Пазы 17 равнорасположены относительно центральных осевых линий корпуса 11 спутника 9 параллельно примыкаемым граням 13. Пазы 17 в своем сечении на корпусе 11 имеют опорную нижнюю станину 18 и боковые стенки 19. Плиты 16 являются сменными. На них размещены устройства базирования и крепления (не показаны) обрабатываемых деталей 10. В условиях гибкого производства на корпусе 11 спутника 9 установлены плиты 16 для деталей 10 различной номенклатуры.

Сверху станины 1 имеются два поперечно расположенных выступа 20 (фиг. 3) и окно 21 (фиг. 1) между ними. Своими торцами 22, 23 (фиг. 2) выступы 20 и окна 21 направлены в стороны расположения обрабатывающего инструмента 24 рабочих позиций 2 и 3. На выступы 20, на верхние их привалочные поверхности 25 установлены спутник 9 нижней гранью 13 корпуса 11 с возможностью базирования и крепления на этих выступах 20. Устройства базирования спутника 9 на станине 1 условно не показаны. При этом обрабатываемая деталь 10 на плите 16 со стороны нижней грани 13 располагается в окне 21 с возможностью подвода к ней инструмента 24 со стороны рабочих позиций 2 и 3 вдоль окна 21. Окно 21 выполнено таким образом, что имеет с двух сторон станины 1 скосы 26 (фиг. 2). На верхних поверхностях 25 выступов 20 выполнены взаимопересекающиеся пазы 27, 28 (фиг. 1) оппозитно расположенным пазам 17 на нижней грани 13 корпуса 11 спутника 9. При наложении корпуса 11 спутника 9 на выступы 20 станины 1 пазы 17 с пазами 27 и 28 совмещены и имеют общую внутреннюю полость с сечением прямоугольного профиля. На торцах 22, 23 выступов 20 по обе стороны окна 21 установлены гидроприжимы 29 с поворотными прихватами 3,0. Прихваты 30 расположены в пазах 17 корпуса 11 спутника 9 со стороны граней 13 и сопряжены с боковой стенкой 19 пазов 17.

Подъемно-поворотное устройство 5 смены спутников 9 имеет поворотную платформу 31 с рсположенными внутри устройства 5 механизмами подъема и поворота платформы 31. Механизмы подъема и поворота платформы 31 могут быть известными техническими решениями. На платформе 31 закреплены консольные рамы 32, равнорасположенные относительно оси поворота. Рамы 32 состоят из пластин: продольные 33 и поперечные 34. Продольные 33 и поперечные 34 пластины выполнены взаимопересекающимися и соединены между собой адекватно пазам 17 и соответственно пазам 27, 28.

Пластины 33, 34 расположены во внутренней полости, образованной наложенными пазами 17 и 27, 28. При этом верхней частью пластины 33, 34 расположены в пазах 17 корпуса 11 спутника 9 со стороны нижней грани 13 сопряжения корпуса 11 со станиной 1, а в нижней части пластины 33, 34 расположены в пазах 27, 28 выступов 20 станины 1. Окно 21 между выступами 20 выполнено под продольными пластинами 33. В верхнем положении спутника 9 и платформы 31 после раскрепления спутника 9 и обработки деталей 10 верхняя часть пластин 33, 34 сопряжена с опорными стенками 18 пазов 17 корпуса 11 спутника 9. Сменная плита 16 с обрабатываемой деталью 10 со стороны нижней грани корпуса 11 спутника 9 расположена внутри рамы 32 между пластинами 33, 34, а нижняя деталь 10 имеет доступ к ней инструмента 24 в окне 21 с двух сторон.

Рабочие позиции 2, 3, 4 имеют подвод инструментов 24 к деталям 10 на гранях 13 спутника 9. Рабочие позиции 2, 3 состоят из агрегатных узлов; боковой станины 35, силовых узлов подачи 36, на которых установлены базовых стойки 37 со сменными шпиндельными узлами 28. Каждый шпиндельный узел 28 имеет индивидуальный электропривод главного движения 39, на шпинделях 40 закреплен инструмент 24. Шпиндельные узлы 38 на стойке 37 расположены оппозитно деталям 10 на пяти наружных гранях 13 корпуса 11. Для базирования шпиндельных узлов 38 по месту крепления на стойке 37 имеются базовые отверстия 41. Каждый шпиндельный узел 38 крепится с помощью гидроприжимов и является сменным.

Имеются три транспортных конвейера (фиг. 1): основной 6 и дополнительные 7, 8. На каждом транспортном конвейере 6, 7, 8 установлены два ряда опор 43 со спаренными приводными консольными роликами 44, 45 и приводом 46. Опоры 43 установлены на основании 47 (фиг. 3) конвейера с продольным 48 и поперечным проемами 49 между ними. Спаренные ролики 44, 45 на каждой опоре 43 имеют между собой углубление 50. При нижнем положении поворотной платформы 31 в проеме 48 между опорами 43 расположена плита 16 с обрабатываемой деталью 10 со стороны нижней грани 13 корпуса 11 спутника 9. Рама 32 с продольными 33 и поперечными 34 пластинами размещена в проемах 49 между опорами 43 и в углублениях 50 между спаренными роликами 44 и 45.

Переналаживаемый агрегатный станок работает следующим образом. При нижнем положении платформы 31 со стороны рабочих позиций 2, 3, 4 осуществляется обработка деталей 10, закрепленных на сменных плитах 16 одновременно со стороны всех граней 13 корпуса 11 спутника 9, в том числе и детали 10 со стороны нижней грани 13 через окно 21.

Детали 10 закреплены в ориентированном положении на сменных плитах 16, а плиты 16 вместе с деталью 10 сбазированы и закреплены на приливах 15. Приливы 15 располагаются на корпусе 11 в пересечении боковых стенок окон 14 и взаимоперпендикулярно соединяются тройками между собой во внутренней полости 12 корпуса 11, что обеспечивает дополнительную жесткость корпуса 11 спутника 9 и возможность размещения на них элементов и механизмом базирования, крепления на них сменных плит 16 с деталями 10. Сменные плиты 16 в количестве шести экземпляров( фиг. 2 и 3) с деталями 10 располагаются по центру корпуса 11 со стороны каждой грани 13, закрывая внутреннюю полость 12 и окно 14, сообщающиеся с внутренней полостью 12. При этом открытые поверхности граней 13 вокруг плиты 16 являются опорными плоскостями, сопрягаемыми с поверхностями 25 выступов 20 станины 1 при различных вариантах пространственного положения спутника и его закрепления на станине 1. На поверхностях граней 13 параллельно другим граням 13 корпуса 11 расположены пазы 17, имеющие в своем сечении прямоугольную форму с внутренними стенками: опорной 18 и боковыми 19. Пазы 17, взаимно пересекаясь на каждой грани 13, обеспечивают трехкоординатную ориентацию корпуса 11 спутника 9 с помощью пластин 33, 34 рамы 32 на подъемно-поворотном устройстве 5. Пазы 17 являются верхними карманами или местом размещения внутри них комплекта пластин 33, 34, а также местом сопряжения поверхностями 19 с прихватами 30 крепления спутников 9.

Спутник 9 установлен нижней гранью 13 на поверхностях 25 выступов 20 станины 1 с возможностью базирования спутников 9 с помощью известных элементов базирования, не показанных на фигурах. При этом обрабатываемая деталь 10 на плите 16 со стороны нижней грани 13 располагается внутри окна 21 между выступами 20, оставаясь доступной для обработки в окне 21 с двух сторон: со стороны рабочей позиции 2 и позиции 3.

Крепление спутника 9 на время обработки деталей 10 осуществляется гидроприжимами 29. Гидроприжимы 29 расположены на торцах 22, 23 и являются продолжением выступов 20, не препятствуя доступу инструмента 24 к обрабатываемой детали 10 на грани 13 между выступами 20. При вертикальном перемещении прихваты 30 гидроприжимов 29 поворачиваются так, что в нижнем положении прижаты к боковой стенке 19 в пазу 17 и обеспечивают крепление корпуса 11 на станине 1, а при раскреплении корпуса 11 прихваты 30 поднимаются, одновременно разворачиваются на 90^o,выводятся из пазов 17 для последующей смены спутника 9. При обработке детали 10 на плите 16 со стороны нижней грани 13 в окне 21 стружка вместе со смазочно-охлаждающей жидкостью отводится по наклонным скосам 26 между выступами 20 в каналы 51 в боковых станинах 35 рабочих позиций 2 и 3 для централизованного сбора стружки и очистки смазочно-охлаждающей жидкости. Взаимопересекающеся пазы 27, 28 на выступах 20 являются нижними полукарманами или местом размещения внутри (пазом 27, 28) пластин 33, 34 рамы 32. Положение пазов 27, 28 на выступах 20 выполнено оппозитно пазам 17 на гранях 13 корпуса 11 спутника 9 и при установке корпуса 11 на станине 1 пазы 27, 28 в местах сопряжения верхних поверхностей 25 выступов 20 с поверхностями нижней грани 13 корпуса 11 совпадают с пазами 17 так, что пазы 27, 28 с пазами 17 образуют общую внутреннюю полость в виде карманов размещения рамы 32 с пластинами 33, 34.

Во время обработки деталей 10 на спутнике 9 платформа 31 находится в нижнем положении и взаимопересекающмеся пластины 33, 34 имеют взаимное расположение адекватно пазам 17 на корпусе 11 спутника 9 и пазам 27, 2 8 на выступах 20 станины 1, при этом рама 32 размещается в замкнутой полости, образованной освещенными пазами 27, 28 и 17, так, что верхней частью пластины 33, 34 расположены в пазах 17 со стороны нижней грани 13, а нижней частью пластины 33, 34 расположены в пазах 27, 28. В этом положении пластины 33, 34 охватывают сменную плиту 16 на нижней грани 13.

Во время обработки обеспечивается одновременный подвод на рабочих позициях 2, 3, 4 с трех сторон шпиндельных узлов 38 с помощью силовых узлов подачи 36. Шпиндельные узлы 38 на позициях 2 и 3 перемещаются в горизонтальном положении, на позиции 4 перемещаются вертикально. Каждому шпиндельному узлу 38 соответствуют со стороны обработки адресованные ему наружная грань 13 с закрепленной на ней плитой 16 и обрабатываемой деталью 10. Как вариантность закрепления деталей 10 на гранях 13 корпуса 11 спутника 9, так и вариантность пространственной ориентации спутника 9 во время его установки на станине 9, т.е. варианта положения граней 13 по отношению к обрабатывающему инструменту 24 на позициях 2, 3, 4 определяется номенклатурой деталей. В этой связи на базовых стойках 37 силовых узлов подачи 36 в отверстиях 41 устанавливается и закрепляется с помощью гидроприжимов 42 необходимая номенклатура сменных шпиндельных узлов 38. Шпиндельные узлы 38 могут быть как многоинструментальные, так и с единичным инструментом 24.

Обеспечивается во время обработки доступность инструментов 24 к деталям 10 на всех гранях 13, обращенным к шпиндельным узлам 38 и на всех позициях 2, 3, 4. После того, как завершен цикл обработки деталей 10 на спутнике 9 и шпиндельные узлы 38 на позициях 2, 3, 4 отведены в исходное положение, осуществляется раскрепление спутника 9 на станине 1. Прихваты 30 гидроприжимов 29 поднимаются и разворачиваются, выходя из газов 17.

Платформа 31 поднимается и рамы 32 с помощью пластин 33, 34 поднимают спутники 9 с обработанными деталями 10 со стороны рабочих позиций 2, 3, 4 и со стороны транспортного конвейера 6 (фиг. 1) с заготовками. При подъеме платформы 31 пластины 33, 34, охватывая плиту 16 с деталью 10, верхней своей частью находятся в пазах 17 спутника 9 и сопрягаются с опорными стенками 18 со стороны нижней грани 13. При подъеме спутника 9 над станиной 1 нижняя часть рамы 32 выходит из пазов 27, 28 выступов 20 в станине 1. Спутники 9 на рамах 32 приподнимаются на высоту, необходимую для обеспечения поворота на платформе 31, не задавая выступающих элементов крепления на станине 1. Со стороны транспортных конвейеров рамы 32 с пластинами 33, 34 выведены из проемов 49 и углублений 50 и спутники 9 в поднятом положении находятся над опорами 43 и роликами 44, 45.

После подъема платформа 31 со спутниками 9 поворачивается на угол, заданный программой управления ЧПУ, и затем опускается. Спутник 9 с деталями с одного из транспортных конвейеров 6, 7, 8 устанавливается на станину 1 для последующего базирования, крепления и обработки деталей 10, а спутник с обработанными деталями 10 устанавливается на освобождавшееся место на транспортном конвейере. При спускании спутников 9 с обработанными деталями 10 на транспортном конвейере (6, 7, 8) опускается рама 32 и пластины 33, 34 располагаются в проемах 49 и углублениях 50. Одновременно плита 16 с деталью 10 со стороны нижней грани 13 корпуса 11 опускается в продольный проем 48 между опорами 43. При этом осуществляется касание корпуса 11 поверхностями нижней грани 13 роликов 44, 45 и верхняя часть пластин 33, 34 принимает положение ниже детали 10 на нижней грани 13. На транспортном конвейере происходит транспортирование спутника 9 с обработанными деталями 10 на последующий станок в гибкой производственной системе. Подводится одновременно новый спутник. Спутники 9 перемещаются по конвейеру 6, 7, 8 с помощью приводных роликов 44, 45 и позиционируются отсекателями 52.

Аналогично смене и транспортированию спутников 9 на конвейере 6 применяются и транспортные конвейеры 7, 8. В соответствии с программой управления подъемно-поворотное устройство 5 размещает спутники с заготовками и обработанными деталями на станине 1 и транспортных конвейерах 6, 7, 8 с возможностью транспортирования и перераспределения транспортных потоков заготовок и обработанных деталей по ветвям транспортирования. Конвейеры 7 и 8 составляют параллельные ветви транспортирования спутников 9 между агрегатными стенками, автоматизированными складками, позициями смены деталей и ремонтного обслуживания. Смена как обработанных деталей 10 на спутнике 9, так и смена плит 16 или их переналадке при смене номенклатуры обрабатываемых деталей осуществляется вне позиций обработки. Осуществляется пространственная переориентация спутника 9.

Использование: станкостроение, в частности в гибких автоматических линиях с применением спутников, корпус которых имеет многогранную форму и выполнен в виде призмы. Сущность изобретения: сменные шпиндельные узлы 38 расположены на базовой стойке 37 узла подачи 36 станка крестообразно и адекватно граням 13 корпуса 11 спутника с закрепленными сменными плитами 16 и деталями 10 на них. В подъемно-поворотном устройстве смены спутников на поворотной платформе имеются две продольные и поперечные пластины в количестве одного или нескольких компонентов, которые двумя парами соединены между собой адекватно взаимопересекающимися пазами 17 на наружных гранях 13 корпуса 11 спутника так, что на центральной станине 1 верхней частью пластины расположены в пазах 17 корпуса 11 спутника со стороны грани 13 сопряжения с центральной станиной 1, а нижней частью пластины 34 расположены в пазах 27 центральной станины 1. Пластины соединены между собой так, что охватывают закрепленную сменную плиту 16 с обрабатываемой деталь 10 на корпусе 11 спутника со стороны грани 13 сопряжения с центральной станиной 1. Центральная станина 1 имеет два продольно расположенных верхних выступа с углублением 21 между ними, скосами 26 с двух сторон углубления 21 для схода стружки. Со стороны боковых торцев 22, 23 по обе стороны выступов имеется окно, ограниченное углублением 21 между выступами и продольной пластиной подъемно-поворотного устройства. На выступах имеются взаимо-пересекающиеся пазы 27, адекватно пазам 17 на наружных гранях 13 корпуса 11 спутника. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Переналаживаемый агрегатный станок, состоящий из станины, агрегатных узлов, транспортного конвейера, спутника многогранной формы с окнами в гранях и внутренней полостью, отличающийся тем, что станина имеет два поперечно расположенных верхних выступа и взаимопересекающиеся пазы в виде полукарманов на них, прижимы на торцах выступов, при этом на выступах размещен спутник, на котором в углах пересечения стенок окон выполнены приливы, сообщающиеся во внутренней полости спутника, с закрепленными на приливах сменными плитами и деталями, на гранях вокруг сменных плит выполнены взаимопересекающиеся пазы в виде ответных полукарманов так, что со стороны нижней грани деталь размещена в окне между выступами и пазы нижней грани оппозитно расположены и совмещены с пазами в выступах станины, а между стенками пазов спутника и пазов выступов станины имеется внутренняя полость пересекающихся карманов, внутри которой размещена рама подъемно-поворотного устройства, при этом нижняя грань спутника и поверхность выступов является местом разъема пазов. 2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен подъемно-поворотной платформой для смены спутников, на платформе закреплены консольно расположенные рамы, каждая из которых выполнена из взаимопересекающихся, соединенных между собой продольных и поперечных пластин вокруг плиты с деталью на спутнике так, что пластины имеют взаимное расположение адекватно пазам на корпусе спутника и пазам на выступах станины, при этом со стороны агрегатного станка рама расположена в полости пересекающихся карманов так, что верхней частью пластины рамы расположены в пазах со стороны нижней грани спутника, а нижней частью пластины расположены в пазах выступов станины. 3. Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что шпиндельные узлы расположены крестообразно на базовой стойке узла подачи оппозитно наружным граням спутника с возможностью доступа инструмента к деталям на всех гранях, при этом инструмент нижних шпиндельных узлов расположен в окне между выступами станины под пластинами рамы подъемно-поворотной платформы. 4. Станок по пп. 1 3, отличающийся тем, что на транспортном конвейере установлены два ряда отдельно стоящих опор со спаренными роликами на опоре и углублением между роликами, так что между опорами имеются продольный и поперечные проемы, при этом в положении спутника на роликах опор плита с деталью нижней грани размещена между опорами в продольном проеме, а продольные пластины рамы расположены в поперечных проемах между опорами, поперечные пластины рамы в углублениях между роликами опор ниже детали плиты нижней грани.